褐煤改性脱水方法及其生产工艺与改性脱水褐煤的应用技术

本发明专利技术公开了褐煤改性脱水方法，其特征在于：包括“褐煤改性”工艺：所述“褐煤改性”工艺是：将褐煤与“憎水改性添加物”按质量比值大于2的比例混合物料及搅拌加热，使得褐煤的外表层由亲水性改变成憎水性，制得憎水性褐煤；其中，憎水改性添加物中物质的最低的熔点温度≤混合物料的加热温度≤褐煤粉粒的燃点温度。本发明专利技术还公开了褐煤改性生产工艺以及改性脱水褐煤的应用。本发明专利技术解决了褐煤长久以来不能够在安全经济的低温(能够小于100℃)情况下脱出内水及脱出水分不易回收利用的技术难题，以及褐煤干燥后，在空气中的“复吸”(吸潮)、扬尘、易自燃等不利于褐煤长期储存及长途运输的世界技术难题，具有高价值的应用前景。具有高价值的应用前景。具有高价值的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
褐煤改性脱水方法及其生产工艺与改性脱水褐煤的应用


[0001]本专利技术属于褐煤领域，具体涉及褐煤改性脱水方法及其生产工艺与改性脱水褐煤的应用。

技术介绍

[0002]褐煤是存储量较大的一个煤种，是煤化程度最低的矿产煤。全世界褐煤地质储量占煤炭储量40％。中国已发现的褐煤资源量为1311.42亿吨，约占中国煤炭保有资源量的13％。褐褐燃烧时会有大量的黑灰飘在空中，如果不经过洗煤处理和提炼，大量使用劣质褐煤会导致雾霾问题日益严重。但在能源日趋紧张的形势下，褐煤的经济价值及其相关的加工生产技术日益被世界能源界所重视。
[0003]目前，如何环保有效的利用褐煤是世界性的难题，主要存在的难点是：
[0004]1、褐煤易燃而难以储存；
[0005]2、褐煤干燥后宜复吸水而造成干燥效果大打折扣；
[0006]3、因为褐煤的含水较高，运输成本高，并且褐煤在化工方面的应用，受褐煤内水不易脱去(现有技术需在接近褐煤燃点的较高温度下，才能实现脱水)；因此利用现有技术来对褐煤进行脱水，不仅脱水效果及生产效率低下，同时存在较大安全风险。
[0007]4、褐煤通过“内水”、“外水”和“全水”来反应水分指标，其中“内水”是指吸附在煤颗粒内部毛细孔中的水分；“外水”是指附着在煤颗粒表面的水分；“全水”是“内水”和“外水”的总和；通常褐煤的内水含量占到了全水含量的80％以上。目前，全球范围内还没有探索出，如何安全、经济有效的脱去褐煤内水的办法。
[0008]另外，目前现有褐煤利用主要的方法有：
>[0009]1、褐煤直接燃烧发电，也就是将含水约40
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60％的褐煤直接输送至锅炉进行燃烧；
[0010]2、稍好的工艺是将高含水的褐煤干燥后使用，将褐煤进行脱水至较低的全水含量(全水含量低于35％，最低干燥至全水15％)，使得褐煤的热值提高，燃烧效率提高，例如，公告号CN102192638B公开的“一种实现褐煤低温干燥的方法”，该技术方案采用内热式滚筒干燥炉，干燥温度控制在180至250度(极易引燃褐煤，出现燃爆的安全隐患)。
[0011]3、还有将褐煤进行隔绝空气热解工艺，根据温度差不同得到煤气、焦油、焦等方式利用。
[0012]但上述利用方式在生产过程存在的问题太多，集中表现为：褐煤利用过程易燃易爆，危险性较高(有发生过多次事故的案例)。生产现场对设备、操作工人、操作流程要求极高。干燥后的褐煤还有复吸水的特点，使干燥效率和干燥效果大打折扣。褐煤的不稳定状态也使其运输不便。
[0013]综上，现有褐煤加工生产及其利用存在如此多的不安全及低效率的不足之处。
[0014]基于此，申请人考虑设计一种能够更为安全经济节能环保的褐煤加工利用工艺。

技术实现思路

[0015]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种能够更为安全经济节能环保的褐煤改性脱水方法及其生产工艺与改性脱水褐煤的应用。
[0016]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0017]褐煤改性脱水方法，其特征在于：包括“褐煤改性”工艺：
[0018]所述“褐煤改性”工艺是：将褐煤与“憎水改性添加物”按质量比值大于2的比例混合物料及搅拌加热，使得褐煤的外表层由亲水性改变成憎水性，制得憎水性褐煤；
[0019]其中，憎水改性添加物中物质的最低的熔点温度≤混合物料的加热温度≤褐煤粉粒的燃点温度。
[0020]需要说明的是：褐煤的外表层包含：褐煤粉粒的外表层或/和褐煤粉粒表面孔孔隙的内表面。
[0021]同现有技术相比较，本专利技术褐煤改性脱水方法的优点是：
[0022]1、实现低温安全的褐煤脱水干燥，降低褐煤内水含量，避免外水复吸：
[0023]在褐煤改性过程中，加热后混合物料的温度处在50度至150摄氏度之间，加热过程不会引燃褐煤，实现低温安全的加热；且加热所需热量与能耗更低，使得改性过程更为经济节能。
[0024]且在褐煤改性过程中，褐煤内部的内压逐渐升高(褐煤内压大于褐煤外部空间压力)，内水蒸发水蒸气从憎水层穿透至外部，实现内水转变成外水，并最终能够将褐煤的内水干燥至11％以内，获得优异的内水脱出效果；与此同时，由于褐煤的外表层由亲水性改变成憎水性，使得褐煤的外水难以再经褐煤的外表层进入褐煤内部，彻底解决行业内长期存在而没能解决的“褐煤干燥后复吸水致使全水含量增加”的技术难点。
[0025]2、褐煤改性工艺简单，脱水效果能够持久保持；本工艺易于实施，适合工业化规模生产使用。
[0026]3、经褐煤改性脱水后制得的憎水性褐煤，具有可长期(数月至数年)安全储存，储存能源密度更大的优点。相比未处理的褐煤原煤而言，利用本专利技术制得的改性褐煤，能够成为更为优质的化工原料或更为优质发电燃料。
[0027]4、采用本专利技术褐煤改性脱水方法，褐煤在脱水后，挥发分变化很小，可获得“低水份、高挥发分的褐煤”，“低水份、高挥发分的褐煤”是煤制气、煤制油的理想原料，使得“低水份、高挥发分的褐煤”能够成为国家或地区油、气储备的理想能源战略物资。
[0028]5、“低水份、高挥发分的褐煤”用作动力燃料，能够燃烧得更为充分，发热量更高，不易产生雾霾污染物，更加环保。
[0029]6、“低水份、高挥发分的褐煤”易于通过现有的“干馏工艺”(如，公告号CN104312627B技术方案公开的“一种褐煤干馏方法及装置”)将其中的挥发分提取后，在“全水”、“灰份”、“挥发份”以及“固定碳”指标上的含量满足兰炭的国家标准(“兰炭”是一种新型的炭素材料，具有“固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特性，以逐步取代冶金焦而广泛运用于电石、铁合金、硅铁、碳化硅等产品的生产”)，实现更为丰富的用途，具有更优的应用前景。
[0030]7、采用本技术方案，可根据运输的需要，灵活的通过调整搅拌加热干燥的时间，达到控制憎水性褐煤表面水分的目的，以利长途运输。
[0031]8、采用现有干燥筒干燥后的褐煤看起来干燥，但实际水分高，还扬尘厉害。采用本技术方案改性脱水干燥后的褐煤，在空气中不吸潮、挥发分不析出、不自燃。表面看起来湿润，基本不扬尘。特别的是，本技术方案的工艺可根据运输的需要，通过调整干燥的时间，达到控制表面水分的目的，以利长途运输。
[0032]9、目前，褐煤脱水以及对褐煤中脱水进行有效回收均是行业长久面临且未解决的技术难题。结合使用本技术方案的方法及生产工艺干燥褐煤，(结合间接传热烘干机和冷凝水回收装置使用)可使褐煤在干燥脱水过程中析出的水分(含内水和外水)接近于100％的被回收(后供再利用)，有效解决褐煤化工中水资源匮乏的问题。
[0033]其中，加热能够使得混合物料的温度处在50度至150度之间。
[0034]该温度区间恰能够达到憎水改性添加物中物质的最低的熔点温度，且满足小于褐煤粉粒的燃点温度，能够获得良好的搅拌加热效果，进而安全经济的制得憎水性褐煤。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.褐煤改性脱水方法，其特征在于：包括“褐煤改性”工艺：所述“褐煤改性”工艺是：将褐煤与“憎水改性添加物”按质量比值大于2的比例混合物料及搅拌加热，使得褐煤外表层由亲水性改变成憎水性，制得憎水性褐煤；其中，憎水改性添加物中物质的最低的熔点温度≤混合物料的加热温度≤褐煤粉粒的燃点温度。2.根据权利要求1所述的褐煤改性脱水方法，其特征在于：加热能够使得混合物料的温度处在50度至150度之间。3.根据权利要求1所述的褐煤改性脱水方法，其特征在于：搅拌加热时间为0.3至3小时。4.根据权利要求1所述的褐煤改性脱水方法，其特征在于：经“褐煤改性”的工艺制得的憎水性褐煤后采用烘干脱水工艺、采用凉晒或采用通风的方式来脱出全水。5.根据权利要求4所述的褐煤改性脱水方法，其特征在于：所述烘干脱水工艺，当需要回收水分时，采用间接传热烘干机来实现；所述烘干脱水工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宇松，赖咏梅，郑翔书，
申请(专利权)人：重庆四季金标科技有限公司，
类型：发明
国别省市：